Тезисы доклада 1. НАЗВАНИЕ ДОКЛАДА: (на русском языке) – Подходы к предотвращению перегрузки на web-серверах путём фильтрации трафика (на английском языке) – Approaches to prevent overload on the web-servers by filtering traffic 2. АВТОРЫ: (на русском языке) – Гусев О.В., Жуков А.В., Поляков В.В. (на английском языке) – Gusev O.V., Zhukov A.V., Polyakov V.V. 3. ОРГАНИЗАЦИЯ (полное наименование, без аббревиатур): (на русском языке) – Петрозаводский государственный университет (на английском языке) – Petrozavodsk State University 4. ГОРОД: (на русском языке) – Петрозаводск (на английском языке) – Petrozavodsk 5. ТЕЛЕФОН: +79052996415 6. ФАКС: 7. E-MAIL: [email protected] 8. АННОТАЦИЯ: (на русском языке) – Рассмотрены различные подходы к фильтрации трафика, применяемые для решения задач предотвращения перегрузок, в том числе используемые в различных предметных областях (на английском языке) – Presented several approaches of traffic filtering which applies to solve prevent overloading problems , including those used in various subject areas 9. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: (на русском языке) – веб-сервер, перегрузка, модели, запросы (на английском языке) – web-server, overload, models, requests 10. ТЕКСТ ТЕЗИСОВ ДОКЛАДА: К преимуществам реализации информационных систем в современном вузе в виде web-сервисов можно отнести минимальные требования к пользовательской части, возможность эффективно решать сложные ресурсоёмкие задачи благодаря значительным аппаратным ресурсам сервера, отработанная технология разработки подобных систем и т.д. Однако использование web-сервисов связано с необходимостью преодоления ряда сложностей, в частности, обеспечением устойчивой работы в режимах предельных нагрузок, т.е. в ситуациях, когда интенсивность поступающих запросов к web-серверу (сервера) превышает имеющиеся возможности по их обработке. Основные меры, направленные на предотвращение перегрузок, сводятся либо к наращиванию общей производительности системы, либо к управлению запросами, т.е. к отклонению части из них на этапе поступления в систему в соответствии с некоторыми критериями. Каждый из данных способов имеет свои достоинства и недостатки: Наращивание производительности позволяет избежать случаев перегрузки за счёт установления более высокой планки интенсивности поступления запросов, однако не избавляет от перегрузки по достижении этого уровня. Управление запросами позволяет ограничить поток запросов к серверу вне зависимости от интенсивности поступающих запросов, однако, в свою очередь, данный подход не только не увеличивает полезную производительность сервера, но и требует вычислительных ресурсов для обеспечения процесса управления запросами. Исходя из вышеизложенного, повышение производительности целесообразно в случае постоянной нехватки аппаратных ресурсов сервера для обработки запросов, в то время как управление запросами позволяет эффективно использовать имеющиеся аппаратные ресурсы сервера в случаях кратковременных пиковых нагрузок на сервер. Отдельно стоит выделить способ предотвращения перегрузки, основанный на использовании очереди обслуживания, однако данный способ не всегда применим. В ходе работы изучены некоторые имеющиеся подходы к задаче предотвращения перегрузки через управление запросами: В качестве одного из самых простых подходов можно рассмотреть управление очередью в маршрутизаторах для принятия решения о дальнейшем обслуживании пакета – учитывается минимум влияющих факторов (фактически – только длина свободной очереди и размер пакета), что позволяет использовать достаточно простые алгоритмы, обеспечивающие высокую скорость принятия решения. Однако при управлении запросами к прикладным сервисам (в том числе ресурсоёмким web-сервисам) использование таких простых алгоритмов не всегда приемлемо, в том числе по причинам: - Наличия нескольких видов вычислительных ресурсов, ограничивающих возможности системы по обработке запросов. - Сложности и динамичности обработки запросов, проведения точной оценки ресурсоёмкости их выполнения, поскольку она может изменяться в зависимости от состояния сервера в заданный момент времени. Данные факторы вынуждают использовать для решения задачи управления запросами более сложные подходы, в том числе и применяющиеся при решении схожих задач в различных предметных областях. Рассмотрим некоторые из таких подходов: 1. В работах Калашникова Е.И. [1] схожая задача решалась для распределения нагрузки в кластере, а именно при разработке методов адаптивной балансировки, позволяющих повысить качество балансировки нагрузки в многосерверных кластерных системах и эффективность работы таких систем. В формулировке задачи относительно отдельно взятого компонента кластера данная задача практически соответствует задаче фильтрации запросов к единичному web-серверу. Предложены модели для расчета характеристик кластерной системы с учетом параметров оборудования, потока запросов и алгоритмов балансировки и распределения нагрузки между серверами. В частности, введено понятие интегрального критерия качества системы, на основе которого предаётся способ распределения нагрузки, основанный на регулировании времени выполнения запросов на сервере через степень его загрузки. 2. В работах Ньянга Б. [2] задачи защиты от перегрузок возникали при эксплуатации узлов управления услугами CAMEL (Customised Applications for Mobile networks Enhanced Logic) в сетях операторов сотовой связи. Формулировка задачи управления запросами (обращениями) представляет собой задачу управления очередью, в которой с одной стороны необходимо обеспечить обслуживание обращений, с другой – продолжительность пребывания обращения в обработке. Предлагаются два подхода к управлению очередью, которые показали эффективность в своей предметной области. 3. В работе Баладуриной И.П. и Парфёнова Д.И. [3] вопросы недостаточной производительности обсуждались в контексте функционирования системах дистанционного обучения. В рамках исследования построена многоуровневая модель системы дистанционного обучения, основанная на фиксированной ресурсоёмкости различных запросов и выборе приоритетных сервисов. Приведённые подходы, показавшие эффективность в решении задач ограничения нагрузки применительно к своим предметных областям, могут быть использованы для повышения качества управления запросов к web-серверам вуза. При этом в зависимости от специфики web-приложения, для фильтрации запросов могут использоваться различные подходы. Список источников: 1. Калашников Е.И. Адаптивные алгоритмы управления распределением нагрузки в многосерверных системах: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.13.15/ МИЭМ. – М., 2010. – 17 с. 2. Ньянг Б. Модели защиты от перегрузок в узлах управления услугами CAMEL: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.13.13/ Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича. – СПб., 2009. – 18 с. 3. Болодурина И.П., Парфёнов Д.И. Моделирование распределения ресурсов и динамической балансировки нагрузки в информационной системе дистанционной поддержки образовательного процесса. - Режим доступа: http://paco2012.ipu.ru/procdngs/f110.pdf